The invention discloses a freeform off-axis image projection screen display system, including projector, plane mirror, projection screen, aspheric collimating mirror; the plane mirror, projector and projection screen is arranged from top to bottom side to the heart in the concave aspheric collimating mirror surface projection screen is positive; a free surface, placed in a focal length collimating mirror, and the light from the projector by plane mirrors can shine in the projection screen; the projection screen is reflected light projected on the spherical collimating mirror, and can form a virtual image in focus at the upright below the starting point; is located in the projection screen, and in addition to the focal length of aspheric collimating mirror. The display system of the invention adopts a hyperboloid surface with free curved surface, thereby reducing manufacturing cost and high imaging quality. Can be used in flight simulation, field research, entertainment and other collimation virtual image display requirements.
【技术实现步骤摘要】
一种自由曲面投影屏幕的离轴虚像显示系统
本专利技术属于仿真系统视景光学
,具体涉及一种应用自由曲面投影屏幕的离轴虚像显示系统。
技术介绍
离轴虚像显示系统具有景深感强、成像逼真度高等特点,能给人一种身临其境般的视觉感受,因而被大型高档飞行模拟器广泛采用。由于采用离轴方式,球面准直镜的半径比较大,一般可达2~3.5m,水平视场角可达150°~220°,垂直视场可达40°~60°。从成像原理上看,其优点是光能损失小、亮度高,产生的图像可近似于空中的亮度。球面准直镜结构上属于球的下半部分,眼点不在其光轴,座舱附近的杂散光线不会通过镜面反射到飞行员视场内,而且当观察者远离光轴时图像畸变小,因而飞行员观察视景时头部活动范围大。由于该系统是离轴光学系统,即系统的物与所产生的像偏离光轴,因而光学系统不完全满足近轴光学的公式和规律,将离轴光线投影到轴上进行计算后仍有误差存在,需要合理地选择后投射屏的位置和面形,确保图像的非线性失真最小。目前离轴虚像系统中校正像差的方法主要采用高次非球面反射镜,投影屏平面设计后绕旋转轴旋转成型,使用软件对图像进行校正。高次非球面反射镜制造难度大,成本高,视场受到限制;旋转成型的投影屏在水平视场较大时,因眼点偏离旋转轴,加之离轴系统对光路计算的影响,视场中心图像和边缘差异较大;使用软件校正不能从本质上校正像差,只能对畸变与颜色、亮度融合提供帮助。因此,需要开发一种新的模拟器离轴虚像显示系统,以解决目前离轴虚像显示系统制造成本高、图像的非线性失真大的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为针对现有离轴虚像显示系统制造成本高、图像的非线性失真 ...
【技术保护点】
一种自由曲面投影屏幕的离轴虚像显示系统,主要包括投影机、平面反射镜、正投影屏幕、球面准直反射镜;特征在于:平面反射镜、投影机与正投影屏幕由上而下设置在球面准直反射镜的向心凹面侧;具体地,所述正投影屏幕的面型是一个自由曲面,放置在球面准直反射镜的一倍焦距处,并且使得投影机投射出来的光线经平面反射镜反射后能够照在正投影屏幕上;经正投影屏幕反射后的光线,投射在球面准直反射镜上,且能够在眼点处形成正立的虚像;所述眼点位于正投影屏幕的下方,且在球面准直反射镜的一倍焦距之外。
【技术特征摘要】
1.一种自由曲面投影屏幕的离轴虚像显示系统,主要包括投影机、平面反射镜、正投影屏幕、球面准直反射镜;特征在于:平面反射镜、投影机与正投影屏幕由上而下设置在球面准直反射镜的向心凹面侧;具体地,所述正投影屏幕的面型是一个自由曲面,放置在球面准直反射镜的一倍焦距处,并且使得投影机投射出来的光线经平面反射镜反射后能够照在正投影屏幕上;经正投影屏幕反射后的光线,投射在球面准直反射镜上,且能够在眼点处形成正立的虚像;所述眼点位于正投影屏幕的下方,且在球面准直反射镜的一倍焦距之外。2.根据权利要求1所述的一种自由曲面投影屏幕的离轴虚像显示系统,其特征在于:所述球面准直反射镜采用轻质结构玻璃钢蜂窝材料,外表面复合预渗玻璃布,经过真空加温固化,内表面固定反射膜而成。3.根据权利要求1所述的一种自由曲面投影屏幕的离轴虚像显示系统,其特征在于:所述正投影屏幕采用复合玻璃钢材料制成屏,相对球面准直反射镜一侧的表面外凸,并在该外凸表面喷涂增益漆。4.根据权利要求1所述的一种自由曲面投影屏幕的离轴...
【专利技术属性】
技术研发人员:马斌,马起跃,徐雅冬,
申请(专利权)人:北京航宇荣康科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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